Спеченный материал Советский патент 1978 года по МПК C22C30/02 C22C32/00 C22C33/02 B24D3/06 

1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению алмазного инструмента, предназначенного для обработки износостойких материалов.

Известен материал для изготовления алмазного инструмента, содержащий, вес.%:

Твердый сплав ВК15 80 Кобальт8

Медь12 1

Недостатком известного материала является то, что он не обеспечивает прочного закрепления алмазных зерен в инструменте.

Кроме того, использование вольфрама, являющегося дефицитным материалом увеличивает стоимость инструмента.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является спеченный материал, содержащий карбид титана и стальную матрицу следующего состава, вес.%: Хром8-12

Углерод0,6-1,2

Молибден0,5-5

Вольфрам0,5-5

Ванадий0-2

Никель0-3

0-5

Кобальт 0-1,5 Кремний 0-2 Марганец

2. Остальное Железо

5 Недостатком известного материала является то, что применение его в качестве связки для алмазного инструмента не обеспечивает прочного закрепленНИН алмазов. O Цель изобретения - использование

спеченного матег1иала в качестве связки для алмазного инструмента , обеспечение прочного закрепления алмазов в связке и повышение износостойкости алмаэ5 :но1о инструмента.

Д71Я этого предложенный спеченный материал дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, Бес.%: 0 Карбид титана 15-30

Хром3,6-23,4

Никель .3,5-32

Молибден0,1-2

Кремний2,1-8

5 Углерод0,17-1,2

Медь20-50

ЖелезоОстальное.

При этом спеченный материал содержит хром, никель, молибден, кремний, .углерод, железо в виде порошка стали

состава, вес.%: хром 12-32, никель 0,5-18| молибден 0,1-3, кремний 0,1-2 углерод О,3-1,5 железо остальное.

Спеченный материал содержит никель и кремний в виде порошка сплава Ni + 30-40 вес.% Si, либо смеси порошков указанного состава в количестве 5-20% от общего веса связки.

спеченный материал вводят в виде жидкого металла при пропитке других компонентов, либо в виде порошка.

Инструмент с применением предлагаемой связки изготавливают следующим образом.

Готовят смесь порошков (крупностью 2-20 мкм) карбида титана, нержавеющей стали, никеля и кремния при следующем соотношении компонентов, вес.%: карби титана (содержание свободного углерод 0,47 вес.%) 15-30; стали (состава, вес.%: хром 12-30, никель 0,5-18, молибден 0,1-3, кремний 0,1-2, углерод 0,3-1,5, железо - остальное) 3070; никель 3-14, кремний 1,0-6. Никель и кремний вводят в виде порошка сплава Nt + 30-40 вес.% 61.

Полученную смес. формуют совместно с алмазами (конструкция формы и расположение алмазов зависят от типа инструмента), прессуют при давлении 800-1200 кг/см и затем пропитывают медью (или сплавом на основе меди) в количестве 20-50% от веса твердьах компонентов связки в вакууме- 1 10мм рт.ст. при ЮОО-ИЗО С. Часть меди (до 50% от общего содержания ее в связке) может быть введена также в виде порошка совместно с порошками других составляющих связки.

Примеры изготовления алмазных правящих карандашей типа С2-СЗ.

Пример 1. Приготавливают смесь порошков следующего состава, вес.%: карбид титана 25, сталь Х17Н2 (состава, вес.%: Сгг 15-19, Nil,5-2,5 С 0,1-0,2, Р& остальное) 65, никель 6, кремний 4.

Порошки смешивают в смесителе в течение 2 ч.Отбирают навеску смеси в количестве, необходимом на 1 карандаш. Формуют смесь совместно с алмазами в прессформе (вид алмазов и порядок укладки их определяется маркой карандаша) . Пресс.уют алмазоносную

вставку под давлением. Руд 8001000 КГ/СМ7 Спрессованную алмазонос-. ную вставку пропытывают медью в количестве 40% от общего веса других составляющих связки.

Режимы пропитки: среда - вакуум IlO мм рт.ст.; температура 1120± 20 С; выдержка при i° пропитке Юмин; твердость связки 19-23.

Алмазоносную вставку укрепляют в державке инструмента.

Пример 2. Приготавливают смесь порошков следующего состава, вес.%: карбид титана 29; сталь Х13М2С2 (состава, вес.%: Сг 12-14, Мо -2,5-3,5,&i 1,7-2,3, С О,3-0,6,Костальное) 44; никель 7,2; кремний 4,8; медь 15.

Порошки смешивают в смесителе в течение 2 ч.

Формование и прессование алмазоносной вставки также как в примере i.

Спрессованную вставку пропитывают медью в количестве 30% от общего веса связки.

Режим пропитки такой же как и в примере 1.

Алмазоносную вставку укрепляют в державке инструмента.

Пример 3. Приготавливают смесь порошков следующего состава, вес.%: карбид титана 35, сталь (состава, вес.%: Сп 28-32, С 0,6-Реостальное) 35, никель 12, кремний 8 медь 10.

Порошки смешивают в смесителе в течение 2 ч.

5 Формование и прессование алмазоносной вставки также как в примере 1.

Спрессованную вставку пропитывают медью в количестве 20% от общего веса связки.

0 Режим пропитки такой же как в примере 1.

Алмазоносную вставку укрепляют в державке инструмента.

5 В таблице приведены результаты испытания правящих карандашей (С2-2), изготовленных на различных связках при следующих режимах испытаний:

0 Абразивный круг Э94ОСТ2К6, 600x305x63,

Поперечная подача, мм/ход 0,1 Продольная подача,, мм/ход 0,8 Правка с охлаждением,л/мин 15-20

На предлагаемой связке

Как видно из таблицы 1, износоCToai ocTb правящих карандашей, изготовленных на предлагаемой связке, значительно въаие по сравнению с аналогичным инструментом, изготовленным спеканием в вакууме с применением в качестве связки металлокерамического сплава TtC - сталь.

Формула изобретения

- Спеченный материал, содержащий карбид титана, хром, никель, молибден, кремний, углерод и железо, о т л и чающнйс я тем, что, с целью использования спеченного материгша в качестве связки для алмазного инструмента, обеспечения прочного закрепления алмазов в связке и повышения

алмазного инструмента, содержит медь при шений компонентов, .

15-30

3,6-23,4

3,5-32

0,1-2

2,1-8

0,17-1,2

20-50 Остальное,

Источники информации, принятые во J5 внимание при экспертизе:

1,Вязников Н.Ф., Ермаков С.С. Металлокерамические материалы и изделия, Ленинград, 1967, с. 182-184.

2.Патент США 3653982, 2Q кл. 148-31, 1972.